什么是科里奥利力?为什么北半球的河流总是右岸比较陡?信风为什么向西偏?
什么是科里奥利力?为什么北半球的河流总是右岸比较陡?信风为什么向西偏?
科里奥利力是1835年由法国气象学家科里奥利提出的一种假想的力。它是一种惯性力,由于物体具有惯性,它会有保持原有状态的一种倾向。这种倾向就是惯性力,也就是中学说的虚拟力,就是它不是真实存在的。
什么是科里奥利力?
科里奥利力,也叫做科氏力,是1835年由法国气象学家科里奥利提出的一种假想的力。为什么说是假想的力呢?我们说,科里奥利力是一种惯性力。惯性力是啥,还记得吧?惯性力是由于物体具有惯性啊,所以呢,它会有保持原有状态的一种倾向。哎,这种倾向就是惯性力啊,也就是中学说的虚拟力啊,就是它不是真实存在的,最常见的例子,比如说你在一辆匀速行驶的汽车上突然一脚刹车。哎,人就会不自觉地向前倾哎,为什么会向前倾呢,向前倾就表示人的运动状态发生了,变化可是力是改变物体运动状态的原因呢。
哎,那没有力呀,啊,就没没有人推我呀,这是为啥呢,就是因为人所处的这个参考系啊,它做了非惯性运动啊,刹车了减速了但是呢,人由于惯性的存在它还在保持原来的速度前进呢。哎,所以相当于受到一个力啊,这个力就是惯性力科里奥利利就和这个一样,只不过呢,它存在于旋转的非观星系,当中啊,你比如说地球哎,因为地球一直在自转呢,所以地球上很多现象啊,都会受到科视力的影响现在咱们就来尝试理解一下可视力啊。呃,其实很简单,首先呢,你需要跳出来啊,就假想一个**视角,就是站在这个宏观的角度啊,去俯视这个地球的自转啊,你比如说这是地球啊,它在自转。现在呢,我打算从这一点啊,向你的方向就是这一点发射一枚炮弹啊。如果这个地球它不自转啊,一切都很正常,就是砰这个炮弹就打过去了但是地球是以每小时十五度的角速度。赤道以每秒钟465.1米的线速度在自转呢?那真实情况这个**视角看来是什么样的呢?就是这样啊,砰,一个炮弹打过去了,注意啊,是向着你的方向,但是呢,地球自转了,所以就打偏了,就跑到这儿来了。这是不是很容易理解啊?不容易理解的。是啊,我们需要把这个**视角给它还原回去啊,也就是人是站在地球上的呀,就人和地球一起在自转啊。
好那现在想象啊,如果这个地球上他有一个人啊,他在观察,那会观察到什么样的现象呢?比如说啊,这个人他就站在原计划的预定地点,那就是这儿。如果这个地球是不自转啊,那这个人他就必死无疑啊,因为就奔着他去的嘛。但是由于这个地球自转,那这个人看到的画面儿是不是就是这个炮弹拐着弯儿他就打偏了呀。哎,于是他就开始想啊,说,为啥呢?明明这个炮弹冲着我来了啊,怎么会就打偏了。呢?然后又想起那句话啊,说力才是改变物体运动状态的原因呢?也没有力啊,啊,那就假想一个力吧,就叫做科里奥利利想明白了吧。好,肯定有同学这个第一个疑问就是啊,说旋转的非惯性系啊,这个惯性力它不应该是离心力吗?那科里奥利利和离心力又有什么区别呢?好跟着我的节奏啊,我们现在把模型再简化一些啊,我们把这个地球呢,给它压扁。哎,这我这个手掌现在就是一个旋转的圆盘,中心呢就是这个转动轴啊。同样适用于刚才的例子啊。由于手掌的转动,哎,砰就打偏了啊。
那在这点的人看来啊,这个科里奥利利的方向应该是什么呀,是这个方向对吧?而离心力呢?站在圆盘上的人啊,他会一直受到一个向外的惯心力哎,这个力才是离心力啊,明白它俩的区别了。吧。就一个是向外一个呢?是同时垂直于转动轴和运动方向所以啊,这是两个不同的例,同时垂直于转动轴儿和运动方向这句话是不是有点儿熟悉啊。哎,和洛轮资立是不是差不多啊,啊,洛轮资立是同时垂直于磁场方向和电流方向啊,那我们一般判断洛轮资立用什么方法呀。哎,左手定责对吧,啊,手手掌摊开磁场方向穿过掌心四指呢?指向这个电流方向啊,呃,但是要注意啊,是电流方向而不是电电荷的运动方向啊,呃,如果是正电荷那就同向是负电荷呢?就反向啊,然后那拇指的方向就代表了这个洛伦资历的方向啊。这个方法仍然可以用来判断科视力的方向。
那我们让转动轴穿过掌心。哎哎,有同学说了啊,说这个转动还有什么方向啊?哎,这就是物理学里的一个小规定啊。用右手定则来判断这个转动轴的方向,和这个安培定则一样,四指就代表了这个转动方向,然后拇指呢就代表了转动轴的方向啊。哎,生活小窍门儿啊,就有的时候你看我们这个拧螺丝,突然有的时候就猛住了啊,这这螺丝怎么拧才是这个松,怎么拧才是紧紧呢?哎,用右手定责啊,这个拇指就代表了你想让这个螺丝去的方向啊,你比如说我想往这个方向拧螺丝啊。那你就要这么拧螺丝刀啊,好那地球的这个转动方向是怎么判断呢,你看地球自转自西向东啊,然后左西右东哎,那我就这么一握啊,上面就是转动轴的方向然后呢,让这个转动轴通过左手的掌心啊,四指呢,就表示这个物体的运动方向大拇指就代表了。科室力的方向呃,但是各位啊,有一点要注意地球是一个球体啊,这是一个三维空间啊,所以物体的运动方向它有可能不是水平的呀。哎,那怎么办呢,没关系啊,科实力只看水平方向的投影啊,也不能说水平啊,就是和这个转动轴垂直的这个平面儿上的投影啊。所以如果这个物体的运动啊,在这个平面儿上没有投影或者物体没有运动啊,那就没有可视力明白了,吧,好,那最开始的时候啊,咱们就说了说,地球上呢,有很多现象都会受到科室里的影响。
那具体都有哪些呢啊?有同学可能会问啊,说人走路的时候会不会受到这个科视力啊,哎,这个就太弱了啊,为啥呢?因为你时刻和地面都有摩擦力啊,就是时刻保持着和地球同一个这个自转速度啊,所以科视力它就很微弱但是你对于一些自然现象啊。那就不同了。啊,你比如说风啊,南北半球亚热带高压地区啊,吹向赤道的风叫做信风但是你会发现啊,不管是北半球还是南半球信风都是向西偏哎。所以北半球的才叫东北信风然后南半球的叫东南信风嘛,啊,为啥会这样呢,哎,咱们学了这个克里奥利蒂那就可以解释了啊。亚热带高压地区啊,往赤道吹的风在水平方向上的投影,就相当于是这个风呢,在远离这个旋转轴啊。然后你再用左手定则啊,这果然这个南北半球都是向西偏啊。还有一个自然现象啊,就是你会发现北半球的河流,它总是顺着水流的方向啊,右岸就比左岸要更加陡峭。哎,这是为啥呢?啊,因为克里奥利利啊。
咱们假设啊,说有一条河,它呢从北极一直流到赤道。哎,那咱们判断一下这个科视力的方向,左手往这儿一放,四指指向河流方向。你看,果然啊,这个科视力呢,会使河流顺着它流动的方向就向右偏啊,所以对右岸的冲刷就比较厉害。那反过来再试一下,假如说有一条河,它呢从赤道流向北极,哎,那手是不是就得反过来比了呀。啊,那不过还是顺着河流的方向向右偏啊,南半球的情况呢,你们可以自己试一下啊,结果刚好是和北半球相反的就是南半球的河呢。它左岸比较陡啊。呃,还有一些现象,你就比如咱们之前说的复科白啊,也是利用了这个科士力的这个现象啊。再比如说气旋,哎,呃,这些比较大的气象啊,由于不和地球表面接触,或者呢你像河流这种,它即使接触了,摩擦力也很小,所以科室力啊都会比较明显啊。
提到气旋,可能大家看过一个视频啊,就是说这个南北半球水的漩涡的方向啊,它是不同的尤其是马桶啊,说这是科视力的现象这个怎么说呢?这个确实有点儿扯啊,因为这种科视力太小了啊,就肯定没有它器皿自身的构造的影响大。有同学说,那为什么这个马桶下水它是个旋转的呢?其实就是故意设计,为了防止机器这个水花把水溅出来啊所以理论上家里的马桶啊,他往哪边转,完全取决于厂商的心情啊。就他想让水往哪边转,他就往哪边转啊。呃,还有一个事儿是前段时间这个重庆的这个公交车事件啊,后来有人就说说这是科里奥利错觉。这这个就更扯啊,那个推文刚一出来的时候,就有同学问我,我,我,我一直没发视频啊,因为妈咪说不喜欢蹭热度啊。再说这又不是啥好事儿,对吧?那什么是克里奥利错觉呢?其实解释起来吧,挺麻烦的啊,你们自己感受一下就好了啊。很简单,你闭着眼睛这个效果更佳啊,首先站起来啊,然后原地转十圈儿,然后停来。你感受一下这个感觉啊,它这就是正常的眩晕感对吧。就但但是还能接受啊,然后你再试啊,低着头转十圈儿啊,转到第九圈儿的时候,你猛地一抬头,哎,你就知道什么是克里奥利错觉了啊。
闭眼效果更佳。啊,但是各位注意安全啊,就这个确实很容易倒啊,危险动作小心尝试哈。你们都不用转得太快啊,这个效果还是很明显。那首先他司机就没有在在转,对吧?他怎么会产生这个克里奥利错觉呢?啊,有同学说,但是地球在自转呢,相信我啊,这个地球的自转对于人来说,那就算是公转了。好吧,哈,人对于地球那太小了。
所以除非司机一直在打转啊,然后猛地一回头啊,这这才叫克里奥利错觉。这种情况呢,对于战斗机的飞行员就很常见啊,因为你看战斗机它嗖嗖的转啊,那都是家常便饭啊。这个时候要是猛地抬头哎,就是让头部突然脱离这个转动的参考系,就会出现克里奥利错觉啊,呃,我们正常是感受不到的啊。好,那今天呢,咱们就聊到这儿我是毛咪叔一个较真儿的理工男下期见拜拜